Schlagwort: Weltraumteleskop Webb

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JADES-GS-z14-0: Neues fernstes Objekt

Zwischen zahllosen Galaxien ist ein kleines Objekt mit einem weißen Quadrat markiert und rechts oben in einem Einschub vergrößert.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA)

Was wäre, wenn wir bis zum Beginn des Universums zurückblicken könnten? Wir könnten sehen, wie Galaxien entstehen. Doch wie sahen Galaxien damals aus? Der Antwort auf diese Frage kamen wir kürzlich einen Schritt näher, als die Analyse eines Bildes veröffentlicht wurde, das mit dem James-Webb-Weltraumteleskops (JWST) aufgenommen wurde.

Die Aufnahme zeigt das fernste Objekt, das je entdeckt wurde. Die meisten Galaxien entstanden etwa 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall, doch einige entwickelten sich früher. Der Kasten im Bild zeigt JADES–GS-z14-0. Es ist der blasse Fleck einer Galaxie, die nur 300 Millionen Jahre nach Beginn des Universums entstand.

Technischen gesehen liegt diese Galaxie bei der gemessenen Rotverschiebung z=14.32. Sie existierte also schon, als das Universum erst ein Fünfzigstel seines jetzigen Alters hatte. Praktisch alle Objekt im Bild sind Galaxien.

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Pandoras Galaxienhaufen

Das Bild ist voller Galaxien, es zeigt den Galaxienhaufen im Sternbild Bildhauer. Mitten im Bild ist ein Stern, der die Beugungesspitzen zeigt, die für das Weltraumteleskop Webb typisch sind.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, Ivo Labbe (Swinburne), Rachel Bezanson (Universität Pittsburgh); Bearbeitung: Alyssa Pagan (STScI)

Dieses tiefbelichtete Mosaikbild zeigt einen atemberaubenden Blick auf den Galaxienhaufen Abell 2744, aufgenommen von der NIRCam-Kamera des James Webb Space Telescope. Abell 2744 wird auch Pandoras Galaxienhaufen genannt und scheint das Ergebnis der Verschmelzung von drei verschiedenen massereichen Galaxienhaufen zu sein. Er ist etwa 3,5 Milliarden Lichtjahre von und entfernt, und befindet sich im Sternbild Bildhauer (lat. Sculptor).

Der von Dunkler Materie dominierte Mega-Haufen verdrillt und verzerrt die Raumzeit und macht als Gravitationslinse weiter entfernte Objekte sichtbar. Viele dieser gelinsten Galaxien sind sehr weit entfernte Galaxien aus dem frühen Universum und daher noch röter als die Galaxien des Pandora-Haufens. Ihre verzerrten Bilder sind zu Bögen langgezogen und verzerrt.

Ausgepräge Beugungskreuze markieren Sterne der Milchstraße im Vordergrund. Angesichts der angenommenen Entfernung des Pandora-Haufens erstreckt sich diese kosmische Box über etwa 6 Millionen Lichtjahre. Aber keine Panik: Sie können die faszinierende Region in einer 2-minütigen Videotour erkunden.

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Temperaturen auf dem Exoplaneten WASP-43b

Die schematische Illustration zeigt einen Planeten, der um einen Stern kreist und diesem immer dieselbe Seite zeigt. Vorne ist seine Temperatur gelb visualisiert, hinten violett.

Illustrationscredit: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI); Forschung: Taylor Bell (BAERI), Joanna Barstow (The Open University), Michael Roman (Universität von Leicester)

Nur 280 Lichtjahre von der Erde entfernt umkreist der jupitergroße Exoplanet WASP-43b seinen Mutterstern in gebundener Rotation einmal in 0,8 Erdtagen. Damit ist er etwa 2 Millionen Kilometer (weniger als 1/25 der Umlaufdistanz des Merkurs) von einer kleinen, kühlen Sonne entfernt. Dennoch nähern sich die Temperaturen auf der Tagseite, die immer dem Mutterstern zugewandt ist, glühenden 2500 Grad Celsius, wie das MIRI-Instrument an Bord des James-Webb-Weltraumteleskops bei Infrarot-Wellenlängen gemessen hat.

In dieser Abbildung der Umlaufbahn des heißen Exoplaneten zeigen die Webb-Messungen auch, dass die Temperaturen auf der Nachtseite über 1000 Grad Celsius bleiben. Das deutet darauf hin, dass starke äquatoriale Winde die atmosphärischen Gase auf der Tagseite zur Nachtseite transportieren, bevor sie vollständig abkühlen können.

Der Exoplanet WASP-43b ist nun offiziell als Astrolábos bekannt, und sein Mutterstern vom Typ K wurde auf den Namen Gnomon getauft. Die Infrarotspektren von Webb weisen Wasserdampf sowohl auf der Nacht- als auch auf der Tagseite des Planeten nach und geben Aufschluss über die Wolkendecke von Astrolábos.

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NGC 604: Riesiges Sternbildungsgebiet

Ein roter Nebel bildet eine netzartige Höhlung, die innen hell beleuchtet ist. Außen sind zahllose Sterne verteilt.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI

In ungefähr 3 Millionen Lichtjahren Entfernung in den Armen der nahen Spiralgalaxie M33 liegt die riesige Sternentstehungsregion NGC 604, die ein Ausmaß von ungefähr 1.300 Lichtjahren hat.

Das ist ungefähr 100 mal so groß wie der Orionnebel in der Milchstraße, der die der Erde am nächsten stehende Sternentstehungsregion ist.

Unter den Sternentstehungsregionen in der Lokalen Gruppe von Galaxien, NGC 604 ist der zweitgrößte nach 30 Doradus in der Großen Magellanschen Wolke, der auch als Tarantelnebel bekannt ist.

Blasen und Höhlen in NGC 604 füllen dieses atemberaubende Infrarotbild der NIRCam des James Webb Space Telescope. Sie werden von energiereichen Sternwinden der mehr als 200 heißen, riesigen Jungsternen ausgehöhlt, die sich alle noch in den frühen Stadien ihres Sternlebens befinden.

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Die Zigarrengalaxie von Hubble und Webb

Links ist ein Bild der ungewöhnlichen Galaxie M82 zu sehen. Ein quadratischer Bildausschnitt ist rechts auf einem JWST-Bild vergrößert dargestellt. Von der Ebene der Spiralgalaxie gehen viele rot leuchtende Fasern aus.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI, Alberto Bolatto (UMD)

Irgendetwas Seltsames ist mit dieser Galaxie passiert, aber was? Die als Zigarrengalaxie bekannte und als M82 katalogisierte Galaxie wirft rot leuchtendes Gas und Staub aus ihrem Zentrum aus.

Obwohl diese Starburst-Galaxie sicherlich durch einen kürzlichen Vorbeiflug an ihrer Nachbargalaxie, der großen Spiralgalaxie M81, aufgewühlt wurde, erklärt dies nicht vollständig die Quelle des rot leuchtenden, nach außen expandierenden Gases und Staubs. Es gibt Hinweise darauf, dass dieses Material durch die kombinierten Teilchenwinde vieler Sterne nach außen getrieben wird, die zusammen einen galaktischen Superwind bilden.

Die hier gezeigten Bilder zeigen links eine Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops im sichtbaren Licht und rechts eine Aufnahme des James-Webb-Weltraumteleskops von der zentralen Region im Infrarotlicht. Eine detaillierte Betrachtung des neuen Webb-Bildes zeigt überraschenderweise, dass dieser rot leuchtende Staub mit heißem Plasma verbunden ist. Die Erforschung der Natur dieser seltsamen nahen Galaxie wird sicherlich weitergehen.

Bildmaterial zur Finsternis: Interessante Einreichungen an APOD

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NGC 1566: Eine Spiralgalaxie von Webb und Hubble

Die Spiralgalaxie NGC 1566 ist mit einem Hubble-Bild, das hauptsächlich im sichtbaren Licht aufgenommen wurde, links oben und einem Webb-Bild, das hauptsächlich im infraroten Licht aufgenommen wurde, rechts unten dargestellt. Ein Rollover-Bild zeigt dieselbe Galaxie mit den umgekehrten Teilen von Webb und Hubble.

Bildcredit und Bildrechte: NASA, ESA, CSA, STScI, J. Lee (STScI), T. Williams (Oxford), R. Chandar (UToledo), D. Calzetti (UMass), PHANGS-Team

Was ist an dieser Galaxie anders? Sehr wenig, so dass die Spanischer-Tänzer-Galaxie, NGC 1566 als typische Spiralgalaxie sehr photogen am Himmel hängt.

Wohl aber gibt es eine Besonderheit in diesem speziellen Bild dieser Galaxie, da es sich um eine diagonale Kombination von zwei Fotos handelt: eines vom Hubble Weltraumteleskop oben links und eines vom James Webb-Weltraumteleskop unten rechts.

Das Hubble-Bild wurde im Ultraviolett-Strahlung aufgenommen, betont die hellen blauen Sterne und dunklen Staub entlang der imposanten Spiralarme der Galaxie. Dem steht das Webb-Bild gegenüber, das im infraroten Licht aufgenommen wurde. Es zeigt, wo der selbe Staub, der bei Hubble dunkel erscheint, mehr Licht abstrahlt, als er aufnimmt.

Im Überblendbild werden die anderen zwei Hälften des Bildes enthüllt. Wenn man die Bilder abwechselnd anzeigt („Blink-Vergleich“), fällt auf, welche Sterne besonders heiß sind, weil diese im UV besonders hell leuchten. Zudem fällt der Unterschied zwischen dem scheinbar leeren Raum und dem infrarot glühenden Staub ins Auge.

Fotogelegenheit: Mach mit beim NASA-Astrofoto–Wettbewerb

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Webb zeigt den Sternhaufen IC 348

Im Bild ist ein stark gefaserter, lila leuchtender Nebel sowie zahlreiche helle Sterne mit Zacken abgebildet.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI und K. Luhman (Penn State U.) und C. Alves de Oliveira (ESA)

Manchmal sind genau die Sterne am interessantesten, die am schwierigsten zu beobachten sind.

IC 348 ist ein junger Sternhaufen, der den umliegenden faserartigen Staub beleuchtet. Der strähnige und gewundene Staub erscheint in diesem kürzlich veröffentlichen Bild, das vom Webb Weltraumteleskop aufgenommen wurde, pink. Im sichtbaren Lichtbereich reflektiert der Staub hauptsächlich blaues Licht, das dem herumliegenden Material den bekannten blauen Schimmer eines Reflexionsnebels gibt.

Außer hellen Sternen wurden mehrere kalte Objekte in IC 348 entdeckt, die sichtbar sind, weil sie im Infrarot-Bereich heller erscheinen. Bei diesen Objekten handelt es sich vermutlich um Braune Zwerge mit niedriger Masse. Ein weiteres Indiz hierfür ist der Nachweis eines unidentifizierten atmosphärischen Elements – wahrscheinlich ein Kohlenwasserstoff – das man zuvor schon in der Atmosphäre des Planeten Saturn entdeckt hatte. Diese Objekte scheinen Massen zu besitzen, die ein wenig größer sind als die der bekannten Planeten, nur ein paar Mal größer als Jupiter.

All diese Indizien weisen darauf hin, dass der junge Sternhaufen etwas Bemerkenswertes enthält – junge Braune Zwerge mit Planetenmassen, die sich nicht um einen Stern bewegen sondern frei herumschweben.

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Shakespeare im All

Mitten im Bild ist Uranus auf sehr ungewöhnliche Weise dargestellt, die Ringe leuchten sehr hell. Um ihn herum sind seine Monde angeordnet und mit Namen beschriftet.

Bildcredit: NASA, ESA, CSA, STScI

1986 war Voyager 2 die erste Raumsonde, die den Eisriesen Uranus aus der Nähe erkundete. Dennoch bietet dieses neu veröffentlichte Bild der NIRCam (Nahinfrarotkamera) des James Webb Space Telescopes (JWST) einen detaillierten Blick auf diese ferne Welt. Der geneigte äußere Planet dreht sich einmal in etwa 17 Stunden um seine Achse. Sein Nordpol befindet sich derzeit in der Nähe unserer Sichtlinie, was einen direkten Blick auf seine nördliche Hemisphäre und sein schwaches, aber ausgedehntes System von Ringen ermöglicht.

Von den 27 bekannten Monden des Riesenplaneten sind 14 auf dem Bild markiert. Die helleren von ihnen zeigen Hinweise auf die charakteristischen Beugungsspitzen des JWST. Und obwohl diese Welten des äußeren Sonnensystems zu Shakespeares Zeiten unbekannt waren, sind bis auf zwei alle 27 Uranmonde nach Figuren aus den Stücken des englischen Barden benannt.

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